Selected application of electrical capacitance tomography in monitoring of combustion process

• Autorzy: Gut Z.

Identyfikatory

DOI

10.5604/05096669.1226349

Warianty tytułu

PL

Wybrane zastosowania pojemnościowej tomografii komputerowej w monitorowaniu procesów spalania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article describes experimental studies using Electrical Capacitance Tomography (ECT) in monitoring the combustion processes. The main goal of the study was to develop a new diagnostic method suitable for monitoring flame and the combustion process. This is motivated by the need to achieve a more precise description of the process and, ultimately, to implement efficient and reliable control and optimization methods as a key step towards the development of more efficient, flexible, reliable and clean combustion systems. Research was carried out on different stands. For monitoring the flame, a number of burners were used, including an industrial burner WG10N. The main objective of the study was to visualize the position and structure of the flame, to determine the spatial resolution and change signal level for different flow conditions. The second part of the paper describes experimental research into combustion chamber of GTD-350 engine. On various parameters of power supply of the combustion chamber the combustion process was reconstructed. The obtained results showed that it will be a very good tool for controlling the distribution of the reaction zone, especially in the development of a new combustion chamber operated at a very high pressure, where installation of optical windows is very difficult and in many cases impossible.

PL

W artykule opisano badania eksperymentalne z wykorzystaniem pojemnościowej tomografii komputerowej (ang. Electrical Capacitance Tomography-ECT) w monitorowaniu procesów spalania. Głównym celem badań było opracowanie nowej metody diagnostycznej odpowiedniej do monitorowania płomieni oraz procesów spalania. Jest to motywowane potrzebą uzyskania bardziej dokładnego opis samego procesu, a ostatecznie wdrożenia niezawodnych metod kontroli i optymalizacji. Jest to kluczowy krok w kierunku rozwoju bardziej wydajnych, elastycznych, niezawodnych i czystych systemów spalania. Badania zostały przeprowadzone na różnych stoiskach badawczych. Do monitorowania płomienia zostało użytych kilka palników, w tym palnik przemysłowy WG10N. Głównym celem tych badań było zobrazowanie pozycji i struktury płomienia, określenia przestrzennej rozdzielczości i obserwacji zmian poziomu sygnału dla różnych warunków przepływu. Druga część artykułu opisuje badania doświadczalne przeprowadzone w komorze spalania silnika GTD-350. Dla różnych parametrów zasilania komory spalania zrekonstruowano przebieg procesu spalania. Uzyskane wyniki wskazują, że metoda ta będzie bardzo dobrym narzędziem do kontroli rozkładu stref reakcji w rozwoju nowych komór spalania, które pracują pod wysokim ciśnieniem, gdzie instalacja wzierników jest bardzo trudna.

Słowa kluczowe

EN

combustion process; flame; visualization; tomography

PL

spalanie; płomień; wizualizacja; tomografia

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 4 (245)
• Strony: 26--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., fot., rys., schem., wykr.

Twórcy

autor

Gut Z.

• Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology, Nowowiejska 21/25, 00-665 Warsaw

Bibliografia

• [1] Yang W. Q., 1999, „New AC-based capacitance tomography system". Science Measurement and Technology, 146, pp. 47-53.
• [2] Yan H., Liu L. J. and Qiang D. Z., 2009, „An Iterative Electrical Capacitance Tomography Image Reconstruction Algorithm", Computational Intelligence and Design, 1, pp. 310-313.
• [3] Yang W. Q. and Lihui Peng, 2002, „Image reconstruction algorithms for electrical capacitance tomography". Measurement Science and Technology, 14(1).
• [4] Piaskowski A., Beck M. S., Byars M., Dykowski T., He R., Wang S. J., Waterfall R. C. and Yang W. Q., 1996, „Industrial application of electrical capacitance Tomography", Pomiary Automatyka Kontrola, 5, pp. 113-115.
• [5] Yang W. Q., Stott A. L., Beck M. S. and Xie C. G., 1995, development of capacitance tomographic imaging systems for oil pipeline measurements". Review of Scientific Instriments, 66(8), pp. 4326-4332.
• [6] Huang S. M., Piaskowski A., Xie C. G. and Beck M. S., 1989, „Tomographic imaging of two-component flow using capacitance sensors". Journal of Physics E: Scientific Instruments, 22, pp. 173-177.
• [7] Waterfall R. C., He R., White N. B. and Beck C. M., 1996, „Combustion imaging from electrical impedance measurements". Measurement Science and Technology, 7(3), pp. 369-374.
• [8] Gut Z., Wolanski P., He R. and Waterfall R. C., 1997, „Application of Electrical Tomography to Combustion Studies", 16th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems, Krakow, Poland.